硅相增强锌铝基复合材料中团球硅晶体的形成

本文研究了硅相增强锌铝基复合材料（ＺＡ２７ＳｉＸ及ＺＡ３５ＳｉＸ）中，硅晶体形态在钠作用下的变化，发现钠元素可使锌铝合金中的块状初生硅晶体变成球团状，共晶硅晶体能在球团硅晶体上辐射生长、成簇长大。对球硅晶体的形成机理进行了探讨。

低温下硅晶体与无氧铜接触热阻实验方法的数值模拟研究

硅晶体与无氧铜界面之间的接触热阻影响第三代同步辐射光源中承受高热负荷的硅晶体单色器冷却结构性能优化设计。实际测量固体界面处接触热阻时,温度传感器安装方式和加热功率均影响实验准确性。文中利用数值模拟方法从这两方面对接触热阻计算偏差进行分析。结果表明,焊接或粘贴方式安装温度传感器使测温更加接近真实情况,并且测量接触热阻越小,加热功率可调范围越小,对测量仪器精度要求越高,进而对实际测量方法的选择有现实指导意义。

利用金刚石线锯切割硅晶体的实验研究

本文综述了脆性材料的塑性转变理论、脆性材料塑性加工研究进展情况,进行了环形金刚石线锯丝切割硅晶体的实验。锯丝单方向连续运动,因而可以提高切割速度,锯丝运动速度为10 m/s和21 m/s两种。工件进给速度分别为8.4 mm/min,12.6 mm/min和20 mm/min等三种。用扫描电镜检测切割表面并与往复式线锯切割表面进行比较。实验结果及理论分析表明:锯丝上单个磨粒切削深度极小,切割表面平整、无崩碎现象,表面粗糙度值达1.4μm^3μm,接近粗磨加工后的表面。进给速度增大,表面粗糙度有所增大;切削速度提高,表面粗糙度降低不明显,这与理论分析不一致,其原因是工艺系统振动、冲击所致。锯丝磨损、磨料脱落是降低切割表面质量的另一原因。

不同籽晶对多晶硅晶体生长的影响

通过在坩埚底部铺设籽晶来控制形核的同步性,获得均一等大的硅晶粒,实验采用铺设硅粉、颗粒料、碎硅片三种籽晶来诱导硅晶体生长,结果表明硅粉籽晶生长硅晶体晶粒均匀性最好。采用硅粉籽晶所生产硅锭效率比碎硅片籽晶高0.3%。

硅晶体精密切片技术及相关基础研究

分析了目前硅晶体切片技术的特点和现状,综述了相关基础研究,指出了未来的发展趋势和研究热点。

微波低噪声硅晶体管的方波电磁脉冲损伤研究

为了得到电磁脉冲注入对硅半导体器件的作用效应,对两个批次的同型号微波低噪声硅晶体管进行方波注入试验,得出了此类器件对电磁脉冲的最灵敏端对CB结和最敏感参数VBRCEO、损伤电压值、损伤电流值及损伤功率值。电磁脉冲注入时,通过示波器记录晶体管上的瞬时电压、电流波形并得出器件瞬时功率波形。将器件损伤时出现的二次击穿点的功率平均值作为该器件的损伤功率值,将二次击穿点的延迟时间与对应的损伤功率值作P-T图,得出其拟合曲线方程。根据拟合方程把各延迟时间下的损伤功率换算为1μs脉宽下的功率值,统计其损伤能量基本符合正态分布。经分析,器件方波电磁脉冲注入时的损伤机理为热二次击穿。

铝硅合金中共晶硅晶体生长方向的扫描电镜研究

应用扫描电镜(SEM)观察经深蚀的铝硅共晶合金试样,研究硅晶体的生长前沿。结果表明:沿〈100〉生长是硅晶体固有的生长方式。共晶硅在变质前后均以固有生长方式生长,未有根本的改变。钠元素的变质作用可能在于改变硅晶体生长环境促使晶体生长速度加快,超过临界生长速度值,迫使共晶硅晶体的形态发生改变。

分子动力学仿真过程中硅晶体位错模型的构建

基于位错形成机理,在单晶硅晶体结构基础上描述了硅晶体位错形成的过程。应用偶极子模型,构建了60°滑移位错芯和螺旋位错芯,进而得到硅晶体含有60°滑移位错的模型和含有螺旋位错的模型。对含有螺旋位错的硅晶体模型进行了分子动力学仿真计算,分析了含有螺旋位错的硅晶体超精密磨削的加工过程,研究了含有螺旋位错缺陷的硅晶体纳米级磨削机理。

硅晶体线锯切片损伤层厚度的有限元分析

根据测量的锯切力,求出线锯圆周上不同位置处磨粒所受力。将多个磨粒产生的法向力及切向力作用于三维有限元模型,考虑多磨粒的耦合作用,分析切割区的应力场,从而提出了硅晶体线锯切片的损伤层厚度分析模型,实验验证了该模型的正确性。该模型克服了损伤层厚度实验耗资大、费时、损害工件等缺点。同时分析得出,在恒压力进给条件下,随着线锯速度的增加,损伤层厚度略有减小。

硅晶体纳米压痕试验与应力场分析

采用纳米压入法测量了4种硅晶体的微压痕特性,讨论了加载过程与卸载过程的特征,分析了硅晶体的纳米压入测量结果,同时计算了硅晶体中的应力分布.计算结果表明。

硅晶体缺陷发光及应用

信息技术的发展要求在集成电路内部用光子代替电子来传导信息,这就使得硅基光源成为技术发展的方向和光电子集成的关键,是当前急需解决的科学挑战之一。硅晶体缺陷发光是十分重要的硅基发光现象,已引起广泛的关注。在硅基位错发光原理的基础上,综述了硅晶体中缺陷的光致发光和电致发光的研究进展,以及硅晶体缺陷在发光器件方面的应用。

炭/炭复合材料制造硅晶体生长坩埚初探

多晶硅用直拉法(CZ)或磁场直拉法(MCZ)拉制成单晶硅棒。晶体生长炉热场零件中的石墨发热体、坩埚等在机械应力和热应力的综合作用下发生变形或损坏造成失效,更换频繁。选用纯度高的炭纤维制成待制件的多孔坯体,经过增密、纯化处理制成炭/炭复合材料坩埚。试制的两体12"炭/炭复合材料坩埚进行了工业性试验。炭/炭复合材料机械强度高、耐热冲击性能和化学稳定性好,其使用寿命大大高于高纯石墨坩埚。两体的连接止口的氧化侵蚀限制了坩埚的使用寿命。单晶硅设备的大型化、炭/炭复合材料势必成为晶体生长炉热场零件的必选材料。

中国硅晶体专利现状分析

采用国家知识产权局的专利检索与服务系统及中国专利检索系统文摘数据库,并以中国专利文献检索系统为补充,采集在我国申请的硅晶体专利文献。对专利类型、申请量年度分布、地域分布、重点技术领域分布、主要申请人、PCT专利申请以及专利审批结果等情况进行统计分析,以期揭示我国硅晶体专利申请的整体发展趋势。

全离子注入薄基区硅晶体管的研究

针对数字电路的开发和应用,设计了一种薄基区晶体管,其横向结构采用单侧基极引出.采用全离子注入,实现了基区宽度为80～100 nm的npn纵向结构.基极用电压输入,Vbe在1.2 V附近时,跨导峰值gmac(△Ic/△Vbe)=0.4 mS,βac(△Ic/△Ib)=2.5.当Vbe从0.5 V变到1.2 V时,gmac/gm比βac/β大得多.跨导比电流增益更能准确地描述器件特性.这种器件更倾向于电压控制型器件,用输入电压的变化可以很方便地控制器件开关状态的转换,特别适合于数字电路的开发和应用.采用研制的器件连接了双稳态电路,在电压脉冲的控制下实现了双稳态的翻转.

硅晶体管禁带宽度的测定方法

禁带宽度是硅晶体管的一个重要物理参数.本文提出了根据晶体管发射结pn结反向饱和电流在发射区部分的温度特性和集电结正向偏置电压的温度特性,利用线性外推法确定硅晶体管各区域禁带宽度的新方法.由于发射区重掺杂,本文还考虑了载流子的简并情况.

硅晶体切片设备的研究现状与进展

介绍了硅晶体切片设备的原理及关键技术。典型的切片设备包括切片机和线切割锯床两类,其原理与结构不同,适用范围也不相同。内圆切片机的刀片与主轴相连并高速旋转,同时相对工件径向进给,因为刀片与工件为刚性接触,切割大直径硅片容易碎片。线锯能切割直径较大的硅片,环形金刚石线锯切割速度高,其去除机理与磨削相似,表面损伤层较浅。线锯床增加工件自转或锯丝辅助摇摆运动,可减小锯丝受力变化量,提高切片质量。因此环形金刚石线锯切片技术将会获得更广泛应用。

硅晶体中新施主研究

本文阐述了硅晶体中新施主的产生和影响，着重总结了新施主的基本性质，基本模型和近年来的研究进展。

硅熔体中碳化硅熔解与硅晶体中碳化硅生长

工业生产的太阳能电池用多晶硅锭内部常出现碳化硅夹杂,影响太阳能电池的转换效率,特别是严重威胁硅片的切割生产过程。本文研究了硅熔体中碳化硅熔解与硅晶体中碳化硅沉淀生长特性。在熔解实验中发现:即使在碳显著过饱和的情况下,碳化硅仍会熔解在1450℃的硅熔体中,同时熔体中易形核处发生新的碳化硅颗粒析出。在1350℃下进行了硅料中碳化硅沉淀的固相生长实验,结果表明晶体硅中碳化硅沉淀的高温固态生长十分缓慢。这一特性得到理论计算证实,它表明固相生长不可能是多晶硅锭中出现大颗粒碳化硅的原因。

液氮冷却硅晶体单色器的流固耦合传热研究

液氮冷却硅晶体单色器是一个流固耦合传热系统,涉及固体部件之间的传热和计算流体力学(CFD)问题。硅晶体和无氧铜之间发生热传导,无氧铜和液氮之间进行对流换热。确定上述流固耦合传热系统的内部边界条件成为该系统研究的难点。因此,采用热流固三场耦合分析方法将液氮-无氧铜-硅晶体作为一个整体进行研究,计算时只定义系统的外部边界条件。该冷却结构设计考虑了硅晶体和无氧铜之间的接触热阻和液氮在冷却通道内的流动,因而模拟结果与实际状况更加接近,且此液氮间接冷却硅晶体单色器结构能够承受870W的热负荷将用于北京先进光源。

基于脉间反馈脉冲电源的硅晶体电火花线切割加工研究

为解决传统硅晶体电火花线切割加工伺服控制方法的缺陷,针对由进给速度和脉宽的变化导致的加工质量、形状精度变化问题,通过实验论证了脉间和放电概率之间的关系,并基于关系拟合方程确定了脉间随着实时放电概率调整的伺服控制策略;在此基础上,设计优化了脉间反馈闭环控制脉冲电源,实现了实时放电概率恒定;此外,分析了不同的进给速度、脉宽等参数对加工质量、放电概率等的影响,确定了最优加工工艺参数,并将该电源应用到普通机床中进行了实际切割加工。